TROUS NOIRS

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Imagerie directe d’un trou noir supermassif

Une première étape vers l’obtention d’une image d’un trou noir et de son environnement correspond à la mise en service de l'interféromètre optique Gravity, opérationnel depuis 2018 au Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire européen austral au Chili. Il a pu suivre les orbites d'étoiles gravitant autour du trou noir galactique Sgr A* à seulement quelques centaines de fois le rayon de ce dernier et mesurer les effets spécifiques (accélération orbitale, décalage spectral gravitationnel vers le rouge) prévus par la théorie de la relativité générale.

Si les astronomes disposaient d’un télescope encore plus puissant, ils pourraient observer directement l’ombre dessinée par l’horizon des événements d’un trou noir et la tache chaude du disque d’accrétion qui l’enrobe. Plusieurs défis techniques s'opposent toutefois au développement d'un tel instrument. Le principal est la taille minuscule de pareils astres vus depuis la Terre. Le plus proche trou noir stellaire connu, situé dans la source X binaire A 0620-00 à environ 3 000 années-lumière de la Terre, a un diamètre d’à peine 80 kilomètres. Il faut donc viser des trous noirs supermassifs proches, sachant que leur taille est proportionnelle à leur masse. Les astronomes s’intéressent plus particulièrement à Sgr A*, situé à 26 000 années-lumière au centre de notre Voie lactée, avec une masse estimée à 4,1 millions de MS, et au trou noir supergéant M87*, de 6,4 milliards de MS, au centre de la galaxie elliptique géante M87, distante de 55 millions d’années-lumière.

En termes de taille intrinsèque, les horizons des événements de Sgr A* et M87* ont, pour diamètre respectif, 25 millions de kilomètres et 36 milliards de kilomètres. Tous calculs faits, il ressort que les ombres projetées par Sgr A* et M87* sur les halos gazeux de leur disque d’accrétion ont un diamètre angulaire apparent d’environ 50 millionièmes de secondes d'arc (étant entendu que la sphère céleste est divisée en 360 degrés d’arc, les degrés en 60 minutes et les minutes en 60 secondes). C'est l’angle infinitésimal s [...]


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Puits gravitationnel créé par un trou noir

Puits gravitationnel créé par un trou noir
Crédits : J.-P. Luminet

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Formation de trous noirs stellaires et sursauts gamma

Formation de trous noirs stellaires et sursauts gamma
Crédits : J.-P. Luminet

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Galaxie NGC 1277

Galaxie NGC 1277
Crédits : NASA/ ESA/ Andrew C. Fabian/ Remco C. E. van den Bosch (MPIA)

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Théorème de calvitie

Théorème de calvitie
Crédits : J.-P. Luminet

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Pour citer l’article

Jean-Pierre LUMINET, « TROUS NOIRS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 février 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/trous-noirs/